一种纵、横双向式汇流排及光伏汇流箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本技术涉及太阳能光伏发电系统中使用的电器元件，尤其是涉及到太阳能光伏发电系统中一种汇流排及光伏汇流箱。
【背景技术】
[0002]目前，能源紧缺问题日益严重，清洁能源是当今低碳环保生活必然的发展方向，太阳能作为未来主要的能源，随着太阳能发电市场规模的壮大，大型光伏发电站应运而生。
[0003]在组串式太阳能光伏发电系统中，一般由光伏阵列、逆变器、交流汇流箱、箱变组成。为了减少逆变器与箱变之间的连线，简化系统结构，提高发电系统的可靠性和可维护性，可以将一定数量、规格相同的光伏电池方阵的输出电缆串联起来，组成若干个光伏阵列，然后再将光伏逆变器连接于光伏阵列输出线，光伏逆变器与光伏汇流箱连接，在光伏汇流箱内汇流后，输出到箱变，形成光伏发电系统。
[0004]在目前的组串式光伏发电系统中，交流光伏汇流箱起到承上启下的作用，是连接逆变器和箱变的纽带，是将小电流电能汇流成大电流电能的设备。交流光伏汇流箱的运行状况直接影响着整个光伏发电系统，所以光伏汇流箱极其重要。交流光伏汇流箱主要包含:箱体、安装板、分支电器元件、防雷器、总汇流电器元件。首先逆变器输出电缆连接到分支电器元件的进线端，分支电器元件一般采用交流断路器，安装于安装板上，一般6路或8路两种汇流方式，将6组或8组逆变器汇流成一组。交流汇流箱提供防雷器，完成对防雷的保护。经过汇流后，通过总汇流电器元件进行输出。
[0005]在现有方案中，一般采用支路电器元件放置于总汇流电器元件的一侧，上下两层布置，采用软线连接于汇流排，然而必须先通过安装板下侧绕行，连接到转接端子上，再供客户接线；
[0006]上述技术方案主要问题和缺点如下:
[0007]1、支路采用软线连接，且必须通过安装板下侧绕行，工艺复杂，成本高；
[0008]2、断路器无法直接供客户接线，必须使用软线转接到端子上；
[0009]3、支路断路器布置在总断路器一侧，电流汇流排截面积大，箱体体积大，造价高；
[0010]4、接线节点多，每增加一个接线节点，增加一个危险源，可靠性降低；同时为螺钉连接，增加了接触电阻，提高了系统功耗。
[0011]专利201220592506.2《太阳能光伏汇流箱用母线结构》，公开了一种太阳能光伏汇流箱用汇流排，该结构包括一母排本体，在母排本体的一侧分布一组断路器连接插齿，这些插齿的作用是用于与其他电器元件直接连接，在母排的一端有一圆孔，用于连接总汇流电器元件。
[0012]该方案的缺点:只在一个方向连接电器元件，宽度太宽，宽度与长度比例在空间上未优化，不适合于在有宽度要求的场合使用；除此之外，此母排结构为等截面式结构，由于汇流排本身的功能决定了在母排的不同部分上流过的电流是不相等的，可这种等截面结构与所通过电流不匹配，存在严重的金属材料浪费的问题，增加了生产成本。
[0013]专利2011320830615.8《光伏智能汇流箱汇流铜排》公开了一种用于汇集熔断器或断路器的光伏智能汇流箱汇流铜排，所述汇流排本体表面一侧沿长度方向设有若干圆孔，汇流铜排表面另一侧沿长度方向设置若干矩形插齿，这些插齿用来与断路器进行电气连接。
[0014]上述专利的缺点:只在一个方向连接电器元件；宽度太宽，宽度与长度比例在空间上未优化，不适合于在有宽度要求的场合使用；除此之外，此汇流铜排为等截面式结构，由于汇流排本身的功能决定了在母排的不同部分上流过的电流是不相等的，可这种等截面结构与所通过电流不匹配，存在严重的金属材料浪费的问题，增加了生产成本。再者上述汇流铜排所含圆孔，再进行与其他电器元件连接时，需用螺钉连接，此种连接具有不稳定性，增加了内阻，加大了系统损耗。
[0015]专利201111073388.4《梳状母排连接系统，梳状母排及实现方法》公开了一种梳状母排，此母排由相互连接的汇流排本体和梳齿构成，所述梳齿可插入外部断路器的进线端口，母排梳齿与所述进线端口的压线端头接触连接；其中，与梳齿对应的母排另一侧与外部进电导线接触。
[0016]上述专利的缺点:只在一个方向连接电器元件；宽度太宽，宽度与长度比例在空间上未优化，不适合于在有宽度要求的场合使用；除此之外，此汇流母排为等截面式结构，由于汇流排本身的功能决定了在母排的不同部分上流过的电流是不相等的，可这种等截面结构与所通过电流不匹配，存在严重的金属材料浪费的问题，增加了生产成本。
[0017]专利201310673903.1《一种应用于光伏汇流箱内的汇流梳》公开了一种包含汇流输出电缆(I)、汇流梳和多个汇流端子，汇流梳有梳体(2)和多个梳齿(6)构成，多个梳齿平行排列在梳体的一侧，整个汇流梳为铜板上冲成的梳子形状；汇流输出电缆固定连接在汇流梳的梳体上，汇流梳的多个梳齿分别连接多个汇流端子。
[0018]上述专利方案的缺点:只在一个方向连接电器元件；宽度太宽，宽度与长度比例在空间上未优化，不适合于在有宽度要求的场合使用；除此之外，此母排结构为等截面式结构，由于在母排的不同部分上流过的电流是不相等的，这种等截面结构与所通过电流不匹配，存在严重的金属材料浪费的问题，增加了生产成本；同时该方案的汇流输入存在问题，造成主回路的电阻大，功耗高，提高了运行成本。
[0019]专利201220172837.0《汇流母排及电源装置》公开了一种母排横截面积的大小沿着所述汇流排的长度方向呈由小到大的变化。所述电源装置包括第一汇流母排、第二汇流母排、总汇流排、多个导电体及并联电源模块，所述第一汇流母排及第二汇流母排连接至所述总汇流排，并通过所述多个导电体连接至所述并联电源模块，所述第一汇流母排及第二汇流母排的横截面积的大小沿着所述第一汇流母排及第二汇流母排的长度方向呈由小到大的变化，并在连接至所述总汇流排的一端处具有最大横截面积。
[0020]上述专利方案的缺点:只在一个方向连接电器元件；宽度太宽，宽度与长度比例在空间上未优化，不适合于在有宽度要求的场合使用；除此之外，此汇流母排尽管根据汇流母排上电流的不同而在不同的部分采用不同的横截面积，在一定程度上有效减少了金属材料用量，节约了成本。可是，由于是一端汇流，所有支路电流最终还都要经过一侧汇集到总汇流排，并没彻底解决电流量与横截面积完全匹配的问题，同时该方案的汇流输入存在节点，造成主回路的电阻大，功耗高，提高了运行成本。
[0021]专利201420539536.6《一种多功能光伏交流汇流箱》公开了一种属于太阳能光伏发电辅助设备技术领域的光伏交流汇流箱。该汇流箱包括壳体、线路板、支路塑壳断路器、熔断器、避雷器、接线柱、接地塑壳断路器、汇流排，所述的线路板通过接线柱安装在壳体内，所述的支路塑壳断路器有多个，多个支路塑壳断路器设置在线路板上且呈阵列排布，各支路塑壳断路器通过汇流排汇流后由汇流排接入熔断器的一端，熔断器的另一端连接出线端，所述接地塑壳断路器的一端连接避雷器、另一端由连接排连接至汇流排。此方案能适应汇流交流电流的工作环境。
[0022]上述专利方案的缺点:1.分支电器元件全部为横向设置，上下电器元件出线的导线造成重叠，导线布置困难，下方再有防雷装置，使导线出线更加困难，考虑到电器安装规程和电器标准的要求，此图示为左右各三台分支电器元件，现光伏汇流箱大多采用8回路电器元件，电器元件与箱体的空间距离要留足四台电器元件导线布局空间，还得考虑下端电器的安全距离，才能满足安全标准。这样会导致导线安装困难，箱体体积庞大等问题。
2.汇流排接线存在交替穿插问题。防护难度大，安全系数低。3.避雷器和接地塑壳断路器布局不合理，使得整体结构不够整洁。
【实用新型内容】
[0023]本实用新型的目的在于设计一种交流光伏汇流箱所用的纵、横双向式汇流排以及由此而延伸出的小型、简洁化的汇流箱。能有效解决了以往技术中支路采用软线连接，且必须通过安装板下侧绕行，工艺复杂，成本高的问题，并且提高箱体内部连接防护性，防止在操作和维护过程中带来的安全隐患。
[0024]为了实现本实用新型的目的，提出以下技术方案:
[0025]一种纵、横双向式汇流排，所述汇流排包含主干10、前分支12、后分支11和总汇流排9，所述主干10上连接前分支12、后分支11和总汇流排9 ;所述总汇流排9垂直于主干10，所述前分支12与主干10水平，所述后分支11垂直于主干10。
[0026]所述前分支12设置于主干10的两端，所述总汇流排9设置于主干的中间部位。
[0027]所述主干10呈中间截面积最大，往左和往右方向截面积随承载电流逐渐减小。
[0028]所述连接在主干10上的前分支12和后分支11，其与电器元件的连接部分，为头宽身窄的变截面形状，其截面积与通过电流匹配。
[0029]所述汇流排是成整体式，其成型方式可有两种；一种是以整块铜板冲压成零件雏形，再折弯成型；
[0030]所述汇流排另一种成型方式为汇流排的主体部分(10)单独成形，后分支(11)、前分支(12)及连接端子部分独立制作，通过焊接方式合成纵、横双向式汇流排。
[0031]本实用新型还提出一种使用所述的纵、横双向式汇流排的光伏汇流箱，所述汇流排可横向和纵向连接电器元件，所述总汇流排9纵向连接总汇流电器元件6 ;所述前分支12连接分支电器元件1、3 ;所述后分支11垂直于主干10连接分支电器元件7。
[0032]在所述主干10的两端的前分支12上各连接一台分支电器元件。
[0033]在所述前分支1